SCADA系統(tǒng)在長輸管道的應用和發(fā)展研究

聶海朋

（山東萊克工程設計有限公司 山東東營 257026）

摘要：SCADA系統(tǒng)是一項在計算機技術的促進下在長輸 裁建設運行中產生的一項關于生產與調度的自東化系統(tǒng)長輸管線的建設存在著點多、面廣、所經過的地區(qū)地形：復雜、氣候條件變化大等特點。本文主要結合了長輸管線的這些特點， 對SCADA系統(tǒng)的構成和功能進行了分析， 對SCADA 系統(tǒng)在長輸管道的應用和發(fā)展進行了研究。

關鍵詞：SCADA系統(tǒng)；長輸管道；應用；發(fā)展

前言

為全面提升油氣管道、輸油泵站的自動化程度，從而有效提升油氣管道的安全性、高效化的從事生產運營，從我國當前油氣管道的現(xiàn)狀和整體分布來看，先進的信息化生產管理調度系統(tǒng)、分布式自動監(jiān)控系統(tǒng)、長輸管道SCADA系統(tǒng)等都是當前需待建立的。

1.SCADA系統(tǒng)長輸管道的長輸管道的特點

輸送管道通常都有著某些十分突出的不足之處，例如，輸送環(huán)境不穩(wěn)定以及輸送條件的限制等都會造成油氣管道輸送中的危險；輸送的產品功能、種類比較單一，在輸送方式上只能輸送純粹的單一產品；在輸送路程上來講比較遠，而各地區(qū)基礎設施情況不同，尤其是偏遠地區(qū)，很容易導致輸送出現(xiàn)失誤。但長輸管道的優(yōu)點也很多，例如，可進行連續(xù)作業(yè)，極大地提高了輸送效率；作業(yè)方式上實施集中管理，從而讓輸送過程可達到高度統(tǒng)一和協(xié)調。長輸管道在輸送作業(yè)上若想更為高效、安全，將SCADA系統(tǒng)應用于長輸管道中是其發(fā)展的必經之路。站在管理者和生產者角度來講，想要最大程度的將產品運輸成本降下來，同時提高產品的整體效益，就必須確保運輸能夠安全、穩(wěn)妥。當前我國絕大多數(shù)相關管道工程均已運用SCADA系統(tǒng)來確保產品的正常運營。長輸管道中的SCADA 系統(tǒng)的主要組成部分有以計算機系統(tǒng)為基礎的控制中心，實現(xiàn)遠程監(jiān)控的遠程終端裝置，站控制系統(tǒng)，以及穩(wěn)定的通信系統(tǒng)。

2.SCADA系統(tǒng)在長輸管道中的應用及實例

2.1 長輸管道自控系統(tǒng)的特點

長輸管道自動化控制具有線路長、站場多、范圍廣、監(jiān)控閥室多等特點。但是PLC或PC通常運用在工藝流程簡單和單體設備的生產過程中的監(jiān)控，例如加熱爐、污水處理、鶴管裝車等。DCS適合在生產對象密集、連續(xù)、相對復雜的情況下進行，例如，集中處理站、聯(lián)合站，天然氣處理、原油穩(wěn)定處理以及煉油化工等方面。所以SCADA系統(tǒng)更適合線長、點多、面廣的生產對象，所以在長輸管道自動化系統(tǒng)中SCADA系統(tǒng)的應用是非常廣泛的。例如西氣東輸二線管道工程，下面介紹了SCADA系統(tǒng)在該工程長輸管道中的應用。

2.2西二線SCADA系統(tǒng)

以中衛(wèi)為界限將西二線分為了東段和西段，東段為中衛(wèi)到廣州段干線和其支干線，西段為霍爾果斯到中衛(wèi)段干線，以及中衛(wèi)到靖邊聯(lián)絡線。東段干線設置了27座工藝站場，其中分別有分輸站12座，壓氣站12座，分輸清管站3座，此外還有線路截斷閥室88座，而其中RTU閥室有12座。西段干線設置壓氣站14座，分輸站5座，聯(lián)絡站1座，線路截斷閥室66座，其中RTU閥室13座。運用SCADA系統(tǒng)對西二線全線生產的具體運行情況做集中管理、控制、監(jiān)視，而所建成的整個管線會由中石油油氣調控中心統(tǒng)一管理和調度。

3.SCADA系統(tǒng)的應用發(fā)展趨勢

隨著我國社會經濟的不斷發(fā)展壯大，對油氣資源的整體需求也在不斷增加，但我國在油氣資源的整體分布上卻存在十分嚴重的不均衡現(xiàn)象，因此必須進行管道建設，為適應社會需求加大其投入力度。隨著SCADA系統(tǒng)逐步應用于西氣東輸?shù)乳L輸管道中，因其應用范圍的不斷擴大，相應的對SCADA系統(tǒng)的要求也隨之提升。

3.1 SCADA系統(tǒng)的配置發(fā)展

SCADA系統(tǒng)的配置在長輸管道系統(tǒng)中要求運用完全冗余的方式，控制中心的以太網、數(shù)據(jù)服務器、遠程通訊設備冗余配置。遠程通信主要有兩種，一種由主通訊信號為DDN，將撥號電話線作為備用通訊信道，另一種主要通訊信道是衛(wèi)星，同樣將撥號口電話線作為備用通訊信道。在應用這兩種通訊方式的過程中，需要根據(jù)途徑不同地區(qū)的具體地理條件和環(huán)境來確定具體用哪一種方式。于站控系統(tǒng)來講，實際應用中，以高端產品處理器為主要選擇對象，與此同時，對處理器和電源自身做冗余配置，不斷提升SCADA系統(tǒng)在站控系統(tǒng)中的運行能力。

3.2 SCADA系統(tǒng)的功能發(fā)展

在控制系統(tǒng)中，控制結構選用分級方式，其中包含控制中心、站控、單體設備控制等，而在大型輸氣系統(tǒng)中，比如西氣東輸系統(tǒng)還需設置區(qū)域控制中心。從SCADA系統(tǒng)功能的發(fā)展來講，不僅控制中心能對設備和各場站進行控制，單體設備和站控級層也能對其做控制，而且于控制技術適用性來講也是更為良好。把長輸管道運行與SCADA系統(tǒng)功能相互結合，也是其發(fā)展趨勢，但從當前情況來看，比較成熟的產品不多，在具體發(fā)展趨勢上主要有以下幾類。

第一，在SCADA系統(tǒng)中會運用更為形象生動的三維彩色圖，應用該技術能讓操作人員實現(xiàn)直接通過顯示器就能觀察到控制網等各設備的運行情況和立體三維圖像。

第二，將人工智能和專家系統(tǒng)技術應用于SCADA系統(tǒng)中，在將來能實現(xiàn)系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，以及十分復雜性的管網運行分析。

第三， 對站場及全線水擊等邏輯使用更加明確的邏輯流程圖的形式進行表達， 更好、更直觀的了解現(xiàn)場發(fā)生邏輯連鎖的本質原因，幫助快速辨識， 解決現(xiàn)場故障及問題。

第四，與先進技術系統(tǒng)的融合， 使SCADA系統(tǒng)在信息管理上具備更加快速、全面的功能， 例如實現(xiàn)SCADA系統(tǒng)與管道生產管理系統(tǒng)PPS 、與設備管理系統(tǒng)ERP 、與地理信息系統(tǒng)GI S等先進技術的的高效連接， 為生產管理提供更加真實有效的數(shù)據(jù)支持。

4.小結

SCADA系統(tǒng)是一種現(xiàn)代化的自動控制系統(tǒng)， SCADA系統(tǒng)在長輸管道系統(tǒng)中的應用剛剛起步， 但是已經顯示出了巨大的優(yōu)勢， 在長輸管道的安全可靠性、高效運行上具有顯著的效果， 已經在我國的長輸管道設計中被漸漸采納。但是未來的該系統(tǒng)的完善空間還很大， 應用情況也將逐步提高?，F(xiàn)代科學技術的發(fā)展是各學科不斷發(fā)展融合的結果， SCADA系統(tǒng)在長輸送管道系統(tǒng)中的應用也要不斷結合更多專業(yè)和部門的配合， 實現(xiàn)系統(tǒng)應用的優(yōu)化， 提高長輸管道系統(tǒng)的管理水平， 為長輸管道企業(yè)提高經濟效益和社會效益做出更多的貢獻。

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